經過長期觀察，人们發現太陽表面的黑子活動具有約 11 年的周期性，稱為 11 年太陽活動周期。在一個活動周期中，太陽表面的黑子數量從無到有逐年增加，直至達到峰值，之後又逐年減少直至消失。太陽黑子不但數量呈現周期性變化，其在太陽表面的分布也遵循一定的規律：活動周期開始時，太陽黑子出現在太陽表面的南北纬約 35°區域；到了黑子數量最多的年份，黑子大多出現在太陽表面的低纬度約 15°區域；活動周期接近尾声時，黑子都出現在太陽表面的北纬約 5°區域，並随之消失。將時間作為橫坐標，黑子群的平均太陽表面纬度作為縱坐標，將其绘制成圖，就能發現不同年份黑子群的分布宛如一群排列整齐的蝴蝶，每隔 11 年就會重複出現，就好像太陽在進行周而復始的“祛斑”美容一樣。
為何太陽活動會出现 11 年的周期至今仍是个谜。需要指出的是，说太陽活動周期大約是 11 年，只是一种平均結果。实际上，太陽活動周期的長度並不恒定，而且變化很大，有的不到 9 年，有的超過 13 年。分析 300 多年來太陽黑子數量的變化曲線，可以發現，除了約 11 年的周期外，還有一些更長的周期叠加在 11 年周期之上，導致不同太陽活動周期中的峰值年份太陽黑子數量出現大幅波動。这说明，导致太陽活動周期性变化的机制相当复杂，還有待進一步深入研究。